Question

红磷P（s）和Cl₂（g）发生反应生成PCl₃（g）和PCl₅（g）．反应过程和能量关系如图所示（如图中的△H表示生成lmol产物的数据）．
根据如图回答下列问题：
（1）PCl₅分解成PCl₃和Cl₂的热化学方程式是

 

；
上述分解反应是一个可逆反应．温度T₁时，在密闭容器中加人0.80mol PC1₅，反应达平衡时PC1₅还剩0.60mol，其分解率α₁等于

 

；若反应温度由T_l升高到T₂，平衡时PC1₅的分解率α₂为，α₂

 

α₁（填“大于”、“小于”或“等于”）；
（2）工业上制备PCl₅通常分两步进行，先将P和Cl₂反应生成中间产物PCl₃，然后降温，再和Cl₂反应生成PCl₅原因是

 

（3）P和Cl₂分两步反应生成1molPCl₅的△H₃=

 

，P和Cl₂一步反应生成1mol PCl₅的△H₄

 

△H₃；（填“大于”、“小于”或“等于”）

Answer 1

考点：有关反应热的计算,化学平衡的影响因素,化学平衡的计算

专题：

分析：（1）根据图象及反应热知识，根据热化学反应方程式的书写原则及化学平衡知识分析，热化学方程式书写要求：注明各物质的聚集状态，判断放热反应还是吸热反应，反应物的物质的量与反应热成对应的比例关系，△H=生成物总能量-反应物总能量，Cl₂（g）+PCl₃（g）=PCl₅（g），中间产物的总能量大于最终产物的总能量，该反应是放热反应，所以 PCl₅（g）=PCl₃（g）+Cl₂（g）是吸热反应；
（2）根据盖斯定律分析，Cl₂（g）+PCl₃（g）=PCl₅（g），是放热反应，降温平衡向放热反应方向移动，降温有利于PCl₅（g）的生成；
（3）根据盖斯定律：化学反应不管是一步完成，还是分步完成，其化学反应的焓变是一定的．

解答： 解：（1）热化学方程式书写要求：注明各物质的聚集状态，判断放热反应还是吸热反应，反应物的物质的量与反应热成对应的比例关系，△H=生成物总能量-反应物总能量，Cl₂（g）+PCl₃（g）=PCl₅（g），中间产物的总能量大于最终产物的总能量，该反应是放热反应，所以 PCl₅（g）=PCl₃（g）+Cl₂（g）是吸热反应；热化学方程式：PCl₅（g）=PCl₃（g）+Cl₂（g）△H=+93 kJ/mol，
PCl₅分解率α₁=

0.8mo-0.6mol

0.8mol

×100%=25%．PCl₅（g）=PCl₃（g）+Cl₂（g）是吸热反应；升高温度向吸热反应方向移动，正反应（分解反应是吸热反应）是吸热反应，升高温度向正反应方向移动，转化率增大，α₂ ＞α₁ ；
故答案为：PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）△H=+93kJ?mol^-1；25%；大于； 
（2）Cl₂（g）+PCl₃（g）=PCl₅（g），是放热反应，降温平衡向放热反应方向移动，降温有利于PCl₅（g）的生成，两步反应均为放热反应，降低温度有利于提高产率，防止产物分解；
故答案为：两步反应均为放热反应，降低温度有利于提高产率，防止产物分解；
（3）根据图中数据，可得P（s）+Cl₂（g）=PCl₅（g）△-399kJ/mol，依盖斯定律，P和Cl₂一步反应生成1molPCl₅的焓变和分步反应生成的焓变是相等的，根据盖斯定律：磷和氯气化学反应不管是一步完成，还是分步完成，其化学反应的焓变相等，
故答案为：-399kJ/mol；等于．

点评：本题考查热化学方程式的书写、化学平衡计算、外界条件对化学平衡移动的影响及反应热的计算等知识．解题中需注意：热化学方程式中没有标注各物质的聚集状态，各物质的物质的量与反应热没有呈现对应的比例关系，不能正确判断放热反应和吸热反应，题目难度中等．